SE419000B - Anordning for att meta en fran puls till puls varierande berfrekvens - Google Patents

Description

7909984-2 10 15 20 25 so' Det nya och speciellt utmärkande hos föreliggande anordning är en följe-hâllkrets och en förstärkare ansluten mellan frekvensdiskrimi- natorn och den spänningsstyrda oscillatorn. Under det tidsintervall pulsen varar avges dels direkt, dels via fÖli@“h5llkfEt' t sen och förstärkaren, till en skillnadsbildare en kontinuerlig signal som följer utsignalen frân diskriminatorn. Skillnadsbildarens utsignal styr oscillatorn. Under det därpå följande längre tidsintervallet Lag- ras det senast uppmätta värdet från diskriminatorn i följe-hâllkret- sen och oscillatorn styrs i beroende av skillnaden mellan ett mot oscillatorfrekvensen mellan ett mot oscillatorfrekvensen svarande värde'och det lagrade värdet. Anordningen är därvid kännetecknad så som det framgår av patentkravets 1 kännetecknande del.

- Härigenom uppnås en kontinuerlig styrning av den spänningsstyrda oscillatorn redan från en bärfrekvenspuls början, dvs. plötsliga för- ändringar i oscillatorstyrningen undvikes, vilket innebär snabbare och tillförlitligare mätning och inställning av bärfrekvensen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en anordning för att snabbt och säkert uppmäta och regenerera bärfre- kvensen hos mottagna pulser i ett pulstâg där bärfrekvensen kan vari- era från puls till puls och att ge en noggrannt bestämd analog mot- svarighet till varje detekterad och uppmätt frekvens, exempelvis i form av en likspänning.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar i vilka Figur 1 visar ett blockschema över anordningen enligt föreliggande uppfinning; Figur 2 visar ett tidsdiagram för förklaring av funktionen hos den följe-hâllkrets, som ingår i anordningen enligt uppfinningen; Figur 3 visar ett med figur 1 ekvivalent schema under det tidsinter- vall_anordningen bildar en öppen reglerslinga; Figur 4 visar ett med figur 1 ekvivalent schema under det tidsinter- vall anordningen bildar en sluten slinga. 10 15 20 25 30 7909984-2 F§REDRAGEN UTFÖRINGSFORM Blockschemat enligt figur 1 visar anordningen enligt.uppfinningen.

Blocket 1 betecknar en tvâvågs styrbar omkopplare över vars ena ingång 1a en signal Uo uppträder, visad i figur 2 överst och vilken utgörs av en pulsad bärvâgssignal vars frekvens f1, fz ... från en puls till en annan skall mätas. I det fall att anordningen utnytt- jas i exempelvis en radarmottagare ligger frekvenserna f1, fa inom mikrovâgsomrâdet. Den andra ingången 1b hos omkopplaren 1 är anslu- ten till en riktkopplare 9. Utgângen 1c är ansluten till en frekvens- diskniminator 3 via ett förstärkarbegränsarsteg 2. över utgången hos diskriminatorn 3 fâs en analog storhet U3, vars värde beror av frekvensvärdet hos den inkommande mikrovâgssignalen U2 från förstär- karsteget 2. Diskriminatorn 3 antages linjär, dvs. värdet av den analoga signalen U3 är direkt proportionell mot den detekterade frekvensen med en proportionalitetsfaktor Kd (V/MHz). Utgângen av diskriminatorn 3 år ansluten dels till ingången av en följe-hâll- krets 4, dels till minusingângen av en operationsförstärkare 6.

Följe-hâllkretsen 4 är med sin utgång ansluten via en likspännings~ förstärkare S, med förstärkningen K1, till plusingângen h0S Opßfê* tionsförstärkaren 6, varvid utsignalen (likspänningen) från förstär- karen 5 är betecknad Us, och utgör det förstärkta värdet av signa- len U4. Operationsförstärkaren 6 utgör därvid en skillnadsbildare eller komparator, vilken jämför storheterna U3 och US, varvid en skillnadssignal U6 bildas, vilken via en andra likspänningsförstär- kare 7, med förstärkningen K2, tillförs en spänningsstyrd oscilla- tor (VCO) 8. Denna antages, liksom diskriminatorn 3, linjär och kännetecknas av faktorn Kv (MH:/V), varvid en signal U8 avges, vars frekvens ligger inom mikrovâgsomrâdet och värdet är beroende av värdet hos den analoga storheten U7 från förstärkaren 7.

Signalen U8 avges via riktkopplaren 9, dels till omkopplarens 1 andra ingång, dels till anordningens utgång. I kretsen enligt figur 1 uppträder således mikrovâgssignaler till vänster om den streckade linjen a-a och analoga signaler i form av likspänningar till höger om linjen a-a. 7909984-2 10 15 20 25 30 35 4 Före beskrivningen av kretsens funktion skatl först kortfattat funktionen hos följe-hållkretsen 4 beskrivas med hänvisning till tidsdiagrammet enligt figur 2. Vid tidpunkten to och under tids- intervallet to-t1 är styrsignalen Tlsw till omkopplaren 1 sådan att kontakterna intar läget 1a-1:, varvid U1 = Uo. Styrsignalen Ts är därvid sådan att följe-hållkretsen 4 är helt ledande, dvs. U4 = U3.

Insignalen Uo består exempelvis av en pulsad bärfrekvenssignal såsom visats i figur 2 med lågt värde på puls-pausförhållandet (av storleksordningen 1/1000). Insignalen U2 till frekvensdiskriminatorn utgörs följaktligen av ett pulståg med kortvariga pulser, där bär- frekvensen kan variera från puls till puls. Pulsens framkant samman- faller i huvudsak med tidpunkten to medan dess bakkant inträffar vid tidpunkten t1 eller vid någon tidpunkt därefter. Under tiden to-t1 mätes bärfrekvensen av diskriminatorn 3, varvid utsignalen U3 består av en analog signal, vars värde är proportionellt mot fre- kvensen hos pulsen. Signalen U3 ledes därefter oförändrad genom den slutna följehållkretsen 4.

Vid tidpunkt t1 ges en styrpuls Ts till följe-hållkretsen som med- för att värdet av signalen U3 vid tidpunkt t1 "fryses" (lagras), så att utsignalen U4 utgörs av en analog signal med konstant värde under intervallet t1-t' (= värdet av U3 vid tidpunkt t1). Vid samma tidpunkt, t1, ändras, genom signalen Tlsw omkopplare 1 till läget 1b-1c. Vid tidpunkten tz omkopplas följe-hållkretsen så att signa- len U3 helt genomsläppes (som vid tidpunkten to) och förloppet upp- repas. Kretsen 4 kan på känt sätt utgöras av en serie-parallell- koppling av en omkopplare (exempelvis en transistor) i seriegrenen och en kondensator i parallellgrenen. Då omkopplaren ligger sluten uppladdas kondensatorn till värdet av signalen U3 (intervallet to- t1) och då omkopplaren är bruten (intervallet t1-t') bildar konden- satorladdningen (-spänningen) hållvärdet. Kretsen 4 "följer" således insignalen under tidsintervallen to-t1, tz-t3 och "håller" (lagrar) under intervallet t1-t' det senast uppträdande värdet av insigna~ len.

Frekvensmätningskretsens funktion skall nu närmare beskrivas med hänvisning till figurerna 3 och 4, där figur 3 visar kretsen under 10 15 20 25 7909984-2 tidsintervallen to-t1, ta-ts (öppen âterkopplingsslinga) och figur 4 visar kretsen under intervallet t1-t' (sluten slinga).

Diskriminatorn 3 och den spänningsstyrda oscillatorn 8 antages lin- jära med faktorerna Kd (V/MHz) och resp. Kv (MHz/V). Förstärkarna 5 och 7 antages vardera ha linjär karakteristik med förstärknings- faktorn K1 resp. K2. Dä gäller: U4 = U3 = Kd x fi- (fi år frekvensen hos bärvâgspulsen) US = K1 x Kd x fi U6 = Kd x fi x (K1-1), K1 # 1, varvid frekvensen fv hos utsignalen U8 från den spänningsstyrda oscillatorn 8 blir: fv = Kx(K1-1) x fi ... (1) om Kv x Ka x Kd = K. Under detta tidsintervall fås till följe- hâllkretsen 4 en signal U3 som varierar med insignalens frekvens och således en likaledes varierande insignal U7 till oscillatorn 8.

Frekvensen fv varierar således men är proportionell mot frekvensen fi hos insignalen U1.

Figur 4 visar kretsen under tidsintervallet t1-t'. Slingan är nu sluten och följe-hâllkretsen 4 avger en konstant signal till för- stärkaren 5, vilken matas till plusingângen av förstärkaren 6. över minusingângen fås en signal U3, vilken är proportionell mot den spänningsstyrda oscillatorns frekvens fx. Följande samband kan uppställas: fx = Kv x K2x(K1 x Kd x fi - Kd x fx) = K x K1 x fi - K x fx vilket ger fx = K X K1 x fi 1 + K Om K1 = 1 + 1/K fås fx = fi Detta innebär att den spänningsstyrda oscillatorns frekvens styrts till exakt samma värde som den mottagna bärvâgsfrekvensen.

Insättes värdet K1 = 1 + 1/K i ekvation (1) fås: 7909984-2 fv = fi dvs. också frekvensen hos utsignaten från oscittatorn 8 under intervallet to-t1 år exakt samma som den mottagna bärvâgsfrekven- SER. 5 Med den beskrivna anordningen uppnås således att oscillatorn redan från mätningens början styrs tiLL önskat värde och att detta sker utan reglerfel och att det vid utgången av förstärkaren 5 uppträ- der signalen K1 x K x fi vilken således utgör en noggrann analog d signal proportioneLL mot den inkomna bärfrekvensen.

Claims (1)

1. 0 15 20 '7909984-2 P A T E N T K_R A V Anordning för att ur en inkommande pulsad bärvâgssignal mäta en från puls till puls varierande bärfrekvens samt för att avge en kontinuerlig signal, vars frekvens svarar mot den uppmätta frekvensen, varvid an- ordningen innehåller en frekvensdiskriminator, vilken ger ett analogt värde_sverande mot den till diskriminatorn inkommande signalens frekvens, en minnesanordning för lagring av det analoga värdet, en spänningsstyrd oscillator (8) för att i beroende av storleken av en styrsignal avge nämnda kontinuerliga signal samt en styrbar omkopplingsanordning (1) för att under ett första tidsinter- vall ansluta frekvensdiskriminatorn (3) till anordningens ingång'och under ett andra tidsintervall ansluta diskriminatorn till den spännings- styrda oscillatorn, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda minnesanordning utgörs av en följe-hâllkrets (4), vilken år anordnad att styras så att under det första och det andra tidsintervallet ((to-ti resp.(t1*t')) det från diskriminatorn erhållna analoga värdet genomkopplas respektive lagras, samt att nämnda styrsignal är anordnad att bildas ur skillnadssignalen från en komparatorkrets (6), vilken under nämnda första och andra tids- intervall jämför det frân diskriminatorn (3) erhållna analoga värdet med det frân följe-hâllskretsen (4) erhållna värdet, varvid en förstärkare (5) med en förstärkning 4=1 är ansluten mellan följe-håLlkP@iS2HS Ut' gång och ena ingången av komparatorkretsen.